Nano-higgs eksperiment na IJS

    Pred tremi dnevi je skupina z IJS pod vodstvom Dragana Mihailoviča z IJS objavila v Nature Physics izsledke izredno zanimive raziskave pod naslovom “Coherent dynamics of macroscopic electronic order through a symmetry breaking transition“. Pod zapletenim naslovom se skriva zanimiva študija zloma simetrije v trdni snovi s femtosekundnim laserjem. Dosežek kar dobro povzame naslednja novica na straneh MVZT.

    Najbolj verjetno v zgornjem besedilu razvname domišljijo povezava s higgsom. V novici je sicer jasno zapisano, a naj še enkrat ponovim. Skupina prof. Mihailoviča na IJS ni odkrila “higgsa”, delca, ki ga iščejo na Tevatronu in LHC, in ki bo predvidoma zaključil zgradbo standardnega modela osnovnih delcev in interakcij med njimi (z nerešenim problemom temne snovi ter nevtrinskih mas).
    V fiziki pogosto z enakim matematičnim opisom lahko popišemo pojave, ki pa imajo lahko različno mikroskopsko sliko. Tako na primer z newtonovo mehaniko lahko opišemo gibanje klade po klancu ne glede na to ali je sestavljena iz železa ali lesa. Za opis potrebujemo le maso klade in koeficient trenja. Mikroskopska sestava za ta problem ni pomembna.
    Podobno enake enačbe veljajo za obnašanje trdne snovi v eksperimentu, ki so ga izvedli znanstveniki na IJS (skupaj s sodelavci na Stanfordu in v Orsayu), kot za obnašanje higgsovega polja. A le, če lahko na trdno snov pogledamo na dovolj veliki skali. Če bomo pogledali dovolj od blizu bi pač razločili, da je snov sestavljena iz jedra in elektronskega oblaka. Medtem, ko se relevatni opis trdne snovi nanaša na nanometrske razdalje, pa je opis higgsovega polja veljaven pri milijardokrat manjših razdaljah.
    Kaj torej zares testira eksperiment skupine prof. Mihajloviča? Je relevanten za LHC? Je relevanten za kozmologijo? Neposredno prav gotovo ne. Mislim, da eksperiment predvsem razkriva več o sami trdni snovi, kakšna kolektivna stanja lahko vzbudimo in kako poteka proces spontane zlomitve. Ne odgovarja pa na vprašanje, ali podobne enačbe veljajo tudi v zgodnjem vesolju ali pa pri eksperimentih na LHC. Na slednje lahko resnično odgovorijo le trki pri dovolj velikih energijah. Lahko pa se kaj naučimo o samih enačbah, recimo o rešitvah, ki smo jih morda spregledali…